孔凡華
(江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局九一五地質(zhì)大隊,江西 南昌 330002)
礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害是較為常見的災(zāi)害類型,經(jīng)常給礦區(qū)周圍的生態(tài)環(huán)境造成影響[1]。因此,礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的問題亟待解決,并且加強礦區(qū)地質(zhì)的管控工作[2]。目前的礦區(qū)現(xiàn)狀而言,人們對礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害問題的認知較差,本文將基于此,研究礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)條件及災(zāi)害治理研究[3]。水工環(huán)地質(zhì)條件為礦區(qū)的水文、工程和環(huán)境三項地質(zhì)條件,水工環(huán)地質(zhì)條件是礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的管控基礎(chǔ),礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的防治離不開水工環(huán)地質(zhì)條件的治理。因此透徹了解礦區(qū)的水文、工程和環(huán)境條件,并且分析水、工和環(huán)三者之間的聯(lián)系。此外,不同礦區(qū)的地質(zhì)條件與地貌特征也不相同,因此,在本文中重點研究水工環(huán)地質(zhì)條件,全面分析防治礦區(qū)災(zāi)害治理的措施。通過研究礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)的概況,分析礦區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造,進而對其地質(zhì)條件進行風險評估,保障礦區(qū)環(huán)境的有效治理。
礦區(qū)中由于礦產(chǎn)物中的重金屬含量影響周圍生態(tài)環(huán)境,因此,在礦區(qū)的選址中,一般選擇山體較高的地區(qū),屬于丘陵的地貌環(huán)境,一般海拔在180m-400m范圍,660m為礦區(qū)山體最高處,最低山體海拔在120m左右,相對高差達540m。在礦區(qū)附近,多數(shù)具備較為發(fā)達的水文條件,東北部存在水庫或河道,山間小溪較多,因此,水質(zhì)條件相對適宜,造成礦區(qū)的氣候環(huán)境以熱帶海洋季風性氣候為主,全年平均氣溫在21℃左右,最高氣溫與城市一樣,均在7月份出現(xiàn),受該氣候的影響,最高溫度達到41.7℃;一月份的最低溫在5.5℃左右,并且降雨量較大,全年降雨天數(shù)在200天左右,暴雨級別的降雨在60次左右,各種臺風天氣多達70次左右,平均進水量在2000.0mm左右。礦區(qū)春季3-5月份時,日照在1152.0小時,占全年日照水平的25%,降雨量在365.2mm,占全年降雨量的18.3%;夏季6-8月時,日照在1195.8小時,占全年日照水平的28%,降雨量在816.3mm,占全年降雨量的41.8%;秋季9-11月時,日照在1066.0小時,占全年日照水平的35%,降雨量在722.2mm,占全年降雨量的37.0%;冬季12-2月時,日照在1008.3小時,占全年日照水平的22%,降雨量在60.8mm,占全年降雨量的3.1%。
除了降雨的水文地質(zhì)條件之外,礦區(qū)內(nèi)存在含水層,主要存在于灰?guī)r和白云巖的裂隙中,通過降水補足水分。受此影響,礦區(qū)的工程地質(zhì)條件可分為3個類別,主要為火山巖、花崗巖和玄武巖。礦區(qū)中的丘陵地貌是影響其工程地質(zhì)條件的因素,并且山區(qū)受到礦體的影響,經(jīng)常出現(xiàn)山體滑坡、地面崩塌和泥石流等危害,因此,對工程施工影響巨大。一般來講,礦區(qū)工程地質(zhì)中火山巖的成分由礦山坡沉積土質(zhì)、水中沉積土質(zhì)逐漸形成的粘性土,多在0m~40m范圍,工程力學性質(zhì)較差?;◢弾r成分普遍存在于礦區(qū)深度約290m以下。玄武巖成分普遍存在與0m~386m處,含有深灰色巖石,局部存在石英巖。在礦區(qū)開采礦石時,對礦區(qū)表面設(shè)置泥漿護理,防止礦山表面風化,保證工程施工的安全。
水工環(huán)地質(zhì)條件中最后一項,也是至關(guān)重要的一項地質(zhì)條件,即為環(huán)境地質(zhì)條件。礦區(qū)一般在一個盆地型礦山中,因此,由于降水量較大,山體經(jīng)常出現(xiàn)滑坡,導致許多巖石碎裂成小塊,滑坡滾落在山體中,嚴重影響施工環(huán)境。礦區(qū)開采后,礦區(qū)內(nèi)的生態(tài)環(huán)境就會相應(yīng)地發(fā)生變化。例如,一個礦山的總面積為3.0km2,其中露天采礦場面積為1.00km2、施工道路面積為0.70km2、廢棄石料堆放處面積為0.20km2,總計1.90km2,占據(jù)了礦山總面積的50%以上,因此,相應(yīng)生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀均被打破,甚至消失?;诖耍槍ΦV區(qū)的相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害條件制定以下治理措施,旨在為建造綠色礦區(qū)作出貢獻。
根據(jù)上文中對礦區(qū)水、工和環(huán)地質(zhì)條件的分析,本文認為改善礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境迫在眉睫。因此,在礦區(qū)災(zāi)害治理方面確立其治理目標。首先查明礦山周圍地質(zhì)環(huán)境的各種安全隱患,通過綜合治理的方法改善地質(zhì)環(huán)境,恢復周圍生態(tài)環(huán)境,努力創(chuàng)建綠色礦山,減少礦區(qū)地質(zhì)條件對周圍居民、施工人員和動植物等的影響。確保工業(yè)的生產(chǎn)與人們的生活共同的發(fā)展。其次,通過分析礦區(qū)工程的地質(zhì)條件,研發(fā)相應(yīng)的施工技術(shù)手段,杜絕發(fā)生大肆開采礦區(qū)以及隨意丟棄的情況,確保礦區(qū)的廢水、廢渣排放在合理的地區(qū),從源頭上保護礦區(qū)的環(huán)境。最后,結(jié)合礦區(qū)所在地區(qū)的礦產(chǎn)特質(zhì)、生態(tài)環(huán)境特點和民族文化特征等方面,將已開采的礦區(qū)開發(fā)成礦坑景點,通過礦產(chǎn)資源的普及,實現(xiàn)礦區(qū)的“廢物再利用”,治理前后對比圖如圖1。
圖1 礦區(qū)災(zāi)害治理前后圖
礦區(qū)災(zāi)害中主要對人的影響較大,因此,本文在制定災(zāi)害治理原則時,秉持著以人為本的原則,勘查礦山周圍的環(huán)境隱患,尤其是地面沉降的隱患最容易被忽視,因此,在排查地面沉降問題時,勘查其周圍的隱伏滑坡體,并對進行可行性分析,而后利用科學技術(shù)手段,加以排除,進而安排施工工作,達到綜合治理的目的。此外,水文地質(zhì)環(huán)境對礦區(qū)災(zāi)害的形成也是一大助力,因此,災(zāi)害治理原則中著重對地下水的勘查,測定地下水位,在觀測過程中,初見水位與靜止時的水位,相對差值不超過±3的范圍,為勘查水質(zhì)提供有效性參數(shù)。在抽檢地下水質(zhì)時,對其含水量,水質(zhì)成分、天然濕度、天然重量、密度、液限、飽水率、硬化成分、軟化成分和壓強等均需要極為精準測試,確保在礦區(qū)開采過程中,不出現(xiàn)地下水溢出的現(xiàn)象,避免水質(zhì)災(zāi)害。
基于礦區(qū)災(zāi)害治理目標與原則,本文創(chuàng)建出礦區(qū)災(zāi)害治理體系,分析礦區(qū)災(zāi)害事故的原因,查明不同礦區(qū)的災(zāi)害原因、地質(zhì)構(gòu)造、水工環(huán)地質(zhì)條件、地層發(fā)育時期和地殼運動情況等。
在災(zāi)害治理之前注重礦區(qū)邊坡與褶皺帶、蝕變帶等成礦區(qū)的相互作用,晶體無傾角的斷裂構(gòu)造,關(guān)注礦區(qū)巖層的錯位現(xiàn)象,查明各個礦帶的地質(zhì)特征,防止礦山開采過程中,出現(xiàn)山體崩塌的災(zāi)害。同時,對水文地質(zhì)條件中地表水類型、流向、分布和水位變化等方面進行勘查,防止水位偏低,造成礦區(qū)山體的邊坡不穩(wěn)、沖流溝、滑坡和地表塌陷等災(zāi)害現(xiàn)象。此外,在對不穩(wěn)定的礦區(qū)邊坡災(zāi)害主要以其巖石狀態(tài)為主,注意邊坡巖石傾斜角小于坡角,防止構(gòu)造層塌陷災(zāi)害;注意邊坡后端的裂隙,防止地面塌陷災(zāi)害;注意邊坡載荷量,防止山體滑坡災(zāi)害;注意地下河道與底邊礦體的浸潤情況,防止地下水質(zhì)溢出災(zāi)害。將以上災(zāi)害從源頭制止后,災(zāi)害發(fā)生的概率減少大半,剩下的小型災(zāi)害不對礦區(qū)施工人員的生命造成損害。因此,在治理小型災(zāi)害時,主要以綠化為主,比如,邊坡穩(wěn)定性差,在邊坡中打入1.0m的防滑樁,保證邊坡植物的穩(wěn)定生長。
通過實地勘察礦區(qū)的情況,了解礦區(qū)水、工和環(huán)等地質(zhì)條件。本文認為礦區(qū)災(zāi)害對生態(tài)環(huán)境、施工人員以及礦區(qū)周圍人們的生命均造成不可挽回的影響,因此,本文研究礦區(qū)災(zāi)害治理,并且有效勘查礦區(qū)的滑坡和崩塌等災(zāi)害,為綠色礦山的創(chuàng)建提供理論基礎(chǔ)。